应变救济:耐用性和美学上诉的设计技巧

你接触到你的手机,你感觉到火花,而不是一个好的“我喜欢这个产品!” 一种方式。电线损坏,另一台充电电缆即将进入垃圾填埋场,而您必须在午餐时间到商店准备上午6点与日本的Skype会议。

对于这样一个简单的想法,应变消除设计对用户有非常大的影响,对或错。而且不仅在消费者产品中,我们可以责怪大猩猩般的用户; 甚至美国宇航局也有这些问题,就像最近一次穿梭轨道飞行器一样。当您需要电缆持续很长时间时,如何创建可靠的连接器?你能做到这一点,而不会破坏你的团队努力工作的美丽审美吗?以下提示将为您提供所需的答案,并让您及时赶上欢乐时光。

为什么好电缆坏?

连接器附近的电缆紧弯曲会导致高应力,疲劳和故障。刚性连接器与非常灵活的电缆接口,接触点最终首先受到运动的影响。每个拖船都集中在一个点上。

应变与曲率半径成反比 - 这种说法越来越弯曲越好,失败的风险就越大。一个简单的可视化方法是从桌面抽屉中取出两个纸夹,并将其拉直(对于那些想要更详细,科学的方法,请查看瑞典皇家理工学院所做的工作)。用第一个回形针,尝试弯曲钢丝绕铅笔,拉直,重复这几次。回形针很容易弯曲,不太可能破裂。使用第二张纸夹,来回弯曲,看看可以弯曲多少次,而不会发生破裂 - 我个人最好的是五次重复。这个教训很清楚:反复紧张弯曲=失败。

解决方案?应力消除

电缆上的应力释放对电缆提供机械支撑,保护电缆免受严重的弯曲和疲劳负载。但多少够了?

当然,您可以从弯曲半径采取应变方程,使用特定电缆材料的弹性模量将应变与应力相关联,查找最大应力的值,材料变化的安全系数中的数字,并得到数字预测您的特定电缆的安全弯曲余量。但是,除非你从二阶微分方程式中得到狂热的乐趣,我推荐一些简单的方法:8X规则。

对于任何电缆,将电缆的总直径乘以8,并将其用作最小弯曲半径。当然屏蔽电缆和多芯屏蔽也是例外,但是这个基本规则是被国家电气规范所接受的,并且可以让您得到所需的救济,而不会增加电缆对您自己的压力。

好的,现在我们知道为什么我们需要紧张的救济,什么紧张的救济,甚至使弯曲有多紧张。我们可以简化将其并入设计中,并在路上获得一个没有动摇的命令?是的,是的,我们可以。

普通应变消除设计

只要人们为了自己的迂回用途而引导电力,电缆上的应变已经存在,电应变消除设计已经有相当长的时间了。今天有几种常见的设计,每种都有一些利弊。

金属应变缓解

较旧的设计涉及在电缆 - 连接器接头处使用围绕电缆的金属弹簧。简单有效,只要确定将弹簧结合到设计中,当电缆受到共同的拉力时,弯曲半径将足够大。关于这种设计的一件好事是它的经典外观,所以这使它成为高端消费者设计中电缆的绝佳选择。

较旧的设计涉及在电缆 - 连接器接头处使用围绕电缆的金属弹簧。简单有效,只要确定将弹簧结合到设计中,当电缆受到共同的拉力时,弯曲半径将足够大。关于这种设计的一件好事是它的经典外观,所以这使它成为高端消费者设计中电缆的绝佳选择。

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金属应变消除 - 简单而美丽

塑料设计

这些天更常见的是由柔性塑料制成的应变消除设计。虽然在理论上有无数的设计,但大多数设计都分为三个类别之一:单向,多方向和实体。

1.单向应变消除

不,我们不是在说使用乐观的音乐放松。但是设计合理,这个设计是要唱歌的。(几乎,不是真的,谁在电气设计上唱?)

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单向应变消除对于相对可预测的应用是伟大的

单向设计在一个方向上提供弯曲释放,同时在另一个方向上保持刚性。一系列彼此接触的塑料片段产生最小弯曲半径,并且在该方向上非常有效。因为这种设计只允许在一个轴上进行应变减小,所以应用是具体的:该设计在诸如机电一体化或机器人技术的应用中是非常有用的,其中电缆将每次弯曲相同的方向。

2.多向应变消除

与上述设计一样,多方向应力消除依靠限制弯曲半径的塑料部件,保护易损件的连接。然而,该设计允许在两个或更多个方向上移动,交替地在段之间的连接点。由于设计的灵活性,这是大多数消费类产品的最佳选择,并且广泛使用。

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多方向应变消除是最通用的

3.实心应力消除

由于大部分美学原因,越来越受欢迎,从雷电电缆到真空吸尘器电线的一切都可以看到固体应变消除。虽然看起来不错,但是该设计需要特别小心,因为应变消除区域通常太硬,并且应变集中在应变消除和电缆之间的接合处。这里的关键是要确保应变消除是足够灵活的,以使电缆在应变消除区域内部弯曲,而不是在结点处弯曲。即使伟大的设计师也可能会遇到这样的错误(我在看着你,Ive先生)。

固体应变消除不好了!这种方法需要特别注意正确的工作

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作为一个额外的考虑,清洁是最简单的坚实的设计,因此它成为食品,饮料和医疗行业的唯一选择。只要记住仔细接近设计。

审美注意事项

随着每一个伟大的设计,形式跟随功能,但跟随这么紧密的两个几乎是不可分割的。考虑到材料的最小弯曲半径和强度超过每天使用这种电缆的人的外观和感觉。

一些设计需要经典的工业别致,金属弹簧成为一个明显的选择。对于其他人来说,时尚极简主义就是顺序,而且应变救济胜利。多方向分割可以搭配俏皮,时髦的外观。不要害怕获得更多的创意,尝试不同尺寸,甚至完全开箱即用的设计,如Snakables电缆的设计师(全面披露:我在Snakables的设计工作)。对于消费类产品,这可能是一个真正脱颖而出的机会。

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可触电的电缆是一个俏皮但非常有效的解决方案

制造注意事项

你的设计几乎完成了。但是,在你放下铅笔,准备好一个合唱团的“这是五奥克洛”之前,想想你的美丽的新设计将如何制作。选项很简单:模制或滑动。

模制设计将应变消除直接插入插头设计中,创建一个坚固的单元。虽然这是有吸引力的,可以非常有效,但可能需要昂贵的双注射成型,因此最适合大量生产的设计。

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如罗技鼠标所示,幻灯片设计是一种低成本的替代方案

幻灯片设计更简单,可以与现有的插头设计接口。许多设计都可以作为现成零件使用,对于您的公司还没有准备好承诺定制工具的新产品,也是一个很好的选择。

附加设计注意事项

你应该多加注意几个方面。医疗和食品行业对可清洁性和材料都有特殊要求。如果您的电缆将进入恶劣环境,您可能需要使用特殊材料,并考虑使用更大的弯头进行极端的热量(电阻增加)或极端寒冷(脆性增加)。每个应用都有自己的需求。

原型设计新设计

所有产品经过设计建造测试的迭代,应变消除也不例外。令人高兴的是,大多数设计都可以使用3D打印进行测试。对于要由弹性体制造的设计,请尝试用类似橡胶的材料进行打印以进行测试。如果您的设计注定是由刚性柔韧的塑料制成,您可以使用强力柔性的尼龙材料进行印刷。将要成型的设计可以打印成两半并粘合在一起,而滑动设计可以几乎以最终形式进行测试。如果您需要更多详细信息,请查看有关硬件设计的更多文章。

终于解脱了

易于设计和对成功至关重要,应变消除只是计算您的最小弯曲并为您的应用选择正确的风格的问题。确保您的产品唯一的火花感受来自客户爱上一个伟大的设计。

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